题目
7.(单选题》一定量的氮气分别经等体过程和等压过程升高相同的温度,吸收的热量分别为Q v和Q,则 dfrac ({Q)_(r)}({Q)_(p)}-|||-A dfrac (3)(5)-|||-B dfrac (5)(7)-|||-C dfrac (3)(4)-|||-D dfrac (1)(2)

题目解答
答案

解析
本题考查理想气体的等体过程和等压过程中吸收热量的计算,解题思路是先明确等体过程和等压过程吸收热量的计算公式,再根据氮气的自由度确定相应的摩尔热容,最后计算两者吸收热量的比值。
- 等体过程吸收热量公式:
对于一定量的理想气体,等体过程中吸收的热量公式为$Q_V = nC_{V,m}\Delta T$,其中$n$是气体的物质的量,$C_{V,m}$是定体摩尔热容,$\Delta T$是温度变化量。
对于双原子分子(如氮气),其自由度$i = 5$,定体摩尔热容$C_{V,m}=\frac{i}{2}R=\frac{5}{2}R$($R$为普适气体常量),所以等体过程吸收的热量$Q_V = n\times\frac{5}{2}R\times\Delta T$。 - 等压过程吸收热量公式:
等压过程中吸收的热量公式为$Q_p = nC_{p,m}\Delta T$,其中$C_{p,m}$是定压摩尔热容。
根据迈耶公式$C_{p,m}=C_{V,m}+R$,将$C_{V,m}=\frac{5}{2}R$代入可得$C_{p,m}=\frac{5}{2}R + R=\frac{7}{2}R$,所以等压过程吸收的热量$Q_p = n\times\frac{7}{2}R\times\Delta T$。 - 计算$\frac{Q_V}{Q_p}$的值:
将$Q_V = n\times\frac{5}{2}R\times\Delta T$和$Q_p = n\times\frac{7}{2}R\times\Delta T$代入$\frac{Q_V}{Q_p}$可得:
$\frac{Q_V}{Q_p}=\frac{n\times\frac{5}{2}R\times\Delta T}{n\times\frac{7}{2}R\times\Delta T}$
分子分母中的$n$、$R$、$\Delta T$都可以约掉,得到$\frac{Q_V}{Q_p}=\frac{5}{7}$。